Aula 2 - Formação e desenvolvimento de semente

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26/11/2015
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FORMAÇÃO DA SEMENTE
Ilhéus - Bahia
Outubro - 2015
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ
Departamento de Ciências Agrárias e 
Ambientais
FORMAÇÃO DA SEMENTE
Semente
Ser vivo originário da fecundação do
óvulo;
 Representa o ponto culminante das
atividades de uma geração da planta, e ao
mesmo tempo o início de uma nova
geração.
SEMENTE
FLOR
FASES DO DESENVOLVIMENTO DA PLANTA
Florescimento
Início da fase reprodutiva do vegetal que
culmina com a formação da semente.
Indução floral
Alteração na atividade de gemas;
Desenvolvimento de primórdios reprodutivos;
Estímulo de fatores ambientais:
 Fotoperíodo; Temperatura; Disponibilidade de água;
Estado nutricional da planta; Combinação de dois ou
mais fatores.
FORMAÇÃO DA SEMENTE
Estímulo ambiental para a floração em cenoura
Fase vegetativa Fase reprodutiva
Primeira estação de crescimento Segunda estação de crescimento
Transição
Vernalização
Morfologia floral
Pistilo ♀ - Ovário, estilete e estigma
Estame ♂ - Filete e antera
Pétala (corola)- Atração
Sépala (cálice) - Proteção
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Monoclina ou 
hermafrodita
Flor completa
Díclina 
feminina
Diclina 
masculina
Flores incompletas
TIPO DE FLORES FORMAÇÃO DA SEMENTE
Ciclo reprodutivo das angiospermas
MEGASPOROGÊNESE E 
FORMAÇÃO DO 
MEGAGAMETÓFITO 
(saco embrionário)
Megasporócito 
(Cél. Arquesporial -
tenuicelata)
(Cél. Parietal -
Crassinuceleta)
Nucela
Meiose I 
Meiose II 
Três megásporos 
degeneram
Quatro megásporos 
haplóides
Megásporo 
funcional 
MEGASPOROGÊNESE E FORMAÇÃO DO 
MEGAGAMETÓFITO
Megásporo 
funcional 
Mitose 
Mitose 
Mitose 
Organização
Sinérgidas
Antípodas
Célula 
ovo
Núcleos polares 
(Mesocisto)
MEGASPOROGÊNESE E FORMAÇÃO DO MEGAGAMETÓFITO
MEGASPOROGÊNESE E FORMAÇÃO DO 
MEGAGAMETÓFITO
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Calaza
FunículoMicrópila
Integumento 
externo
Integumento 
interno
MEGAGAMETÓFITO
Nucela
MEGASPOROGÊNESE E FORMAÇÃO DO MEGAGAMETÓFITOMEGAGAMETÂNGEO (ÓVULO)
Feixe vascular
Anátropo Campilótropo
Hemianátropo
 
Ortópotro
 
Anfítropo
MICROSPOROGÊNESE
E FORMAÇÃO DO 
MICROGAMETÓFITO 
(grão de pólen) 
1- Arquesporos se dividem por mitose em diferentes
planos e diferenciam-se em microsporócitos (2n).
MICROSPOROGÊNESE
2- Cada microsporócitos sofre meiose e forma uma
tétrade de micrósporos, haplóides
MicrosporogêneseMICROSPOROGÊNESE
3- Cada micrósporo funcional desenvolve-se em
microgametófito ou grão de pólen, seu núcleo se
divide para formar 2 células: uma célula reprodutiva e
uma célula vegetativa.
4- Célula reprodutiva se divide para formar as duas
células espermáticas.
Grão de pólen
MicrosporogêneseMICROSPOROGÊNESE
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MICROSPOROGÊNESE 
E A FORMAÇÃO DE GAMETAS
POLINIZAÇÃO E FERTILIZAÇÃO
POLINIZAÇÃO 
Transferência do grão de pólen da 
antera para o estigma.
Tipos: 
 AUTOPOLINIZAÇÃO
Autogamia
- Soja, arroz, feijão, algodão,
amendoim, citros, berinjela,
alface, tomate, quiabo, fumo...
 POLINIZAÇÃO CRUZADA - alogamia
milho,
centeio,
crotalária,
cebola,
repolho,
cenoura,
mamona,
girassol,
cucurbitáceas,
alfafa...
POLINIZAÇÃO
Formação da semente
POLINIZAÇÃO - Tipos
FATORES ABIÓTICOS
POLINIZAÇÃO
Anemofilia
Vento Água
Hidrofilia
POLINIZAÇÃO - Agentes
• Grãos de pólen pequenos e leves;
• Flores sem perianto;
• Filetes longos e flexíveis;
• Estigma plumoso.
• Grãos de pólen
flutuam sobre a água.
Entomofilia MiofiliaCantarofilia
• Grãos de pólen maiores e mais pesados, menos
abundantes com superfície áspera o viscosa;
• Flores com perianto.
FATORES BIÓTICOS
POLINIZAÇÃO - Agentes
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Quiropterofilia
• Flores isoladas, grandes e resistentes;
• Grande quantidade de néctar e pólen.
FATORES BIÓTICOS
POLINIZAÇÃO - Agentes
Ornitofilia
Artificial
FATORES BIÓTICOS
POLINIZAÇÃO - Agentes
 DICOGAMIA
Protoginia
- Manga, milheto, couve-flor, Magnolia,
anonáceas
Protandria
- Milho, cenoura, cebola, abacate
POLINIZAÇÃO – Características 
MONÓICAS 
Possui flores estaminadas 
e flores pistiladas
DIÓICAS
Possui flores estaminadas 
ou flores pistiladas
POLINIZAÇÃO - Características
HETEROSTILIA - Graviola
AUTOINCOMPATIBILIDADE
Gametofítica: abacaxi, centeio, maçã...
Esporofítica: repolho, brócolis, maracujá
MACHOESTERILIDADE
Nuclear
Citoplasmática
Gênico citoplasmática
POLINIZAÇÃO - Dificuldades
 PUREZA GENÉTICA
Isolamento
Direção predominante dos ventos
Proporção linhas macho e fêmea
Despendoamento
“Split”- Milho, tomate, sorgo
POLINIZAÇÃO - Importância
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Sincronia entre emergência dos estigmas da linhagem 
fêmea e liberação de pólen pela linhagem macho
“Split”
Consiste em diferentes épocas de
semeadura dos progenitores, de modo que
os estigmas apareçam ao mesmo tempo em
que os pendões iniciam a liberação de pólen.
Despendoamento
QUANTIDADE PRODUZIDA
Temperatura x viabilidade do pólen
Presença de insetos
Controle de insetos
POLINIZAÇÃO - Importância
FERTILIZAÇÃO
 Germinação do grão de pólen e formação
do tubo polínico;
Turgor celular, concentraçâo de Boro, gradiente de
concentração de Cálcio, liberação de enzimas pelo
estilete
 Penetração do tubo polínico pela
micrópila.
FERTILIZAÇÃO
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DUPLA FERTILIZAÇÃO
SINGAMIA
NÚCLEO 
REPRODUTIVO
(n)
OOSFERA 
(n)
ZIGOTO (2n)
EMBRIÃO
+ =
FUSÃO TRIPLA
NÚCLEO 
REPRODUTIVO
(n)
NÚCLEOS 
POLARES 
(2n)
NÚCLEO DO
ENDOSPERMA (3n)
ENDOSPERMA
+ =
???
DUPLA FERTILIZAÇÃO
EMBRIOGÊNESE
O zigoto(2n) sofre diversas divisões celulares,
resultando numa massa de células que se
desenvolve e origina o embrião;
Aumento no número e tamanho das células;
Diferenciação dos tecidos;
EMBRIOGÊNESE
Dicotiledôneas
Monocotiledôneas
ZIGOTO
SUSPENSOR
PRÓ EMBRIÃO
Wenlan Li, Yi Gao, Hong Xu, Yu Zhang, Jianbo Wang. A Proteomic Analysis of Seed 
Development in Brassica campestri L.. PLOS ONE, v.7, n.11, p. 1-18, 2012.
Globular Coração Torpedo Cotilédones Embrião Maduro
FORMAÇÃO DO ENDOSPERMA
O tecido endospérmico é formado por divisões
sucessivas a partir do núcleo endospérmico
primário(3n);
As divisões geralmente precedem a divisão do
zigoto e ocorrem mais rapidamente;
Endosperma pode ser digerido pelo embrião
 Semente exalbuminosa
Endosperma persistente
 Semente albuminosa ou endospermática
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FORMAÇÃO DO ENDOSPERMA
Há três tipos de desenvolvimento do endosperma: 
Desenvolvimento do tecido nucelar materno
Exemplos: café, beterraba
PERISPERMA
Semente de beterraba
XENIA E METAXENIA
Xênia: 
Fenômeno que evidencia efeito do pólen 
sobre características do endosperma.
(marcador genético)
Metaxenia:
Efeito do pólen fora do endosperma 
Ex: espessura do pericarpo
XENIA E METAXENIA
 Transformação dos integumentos do óvulo em
tegumentos da semente;
PRIMINA TESTA (Externo)
SECUNDINA TEGMA (Interno)
TEGUMENTO
(embriogênese)
consumido
RESUMO
 Apomixia
Produção assexuada de sementes ou
propágulos vegetativos, envolvendo a
participação de órgão sexuais, contudo sem
ocorrer união de sexos.
Poliembrionia
Ocorrência de mais de um embrião na semente.
Ex: Citros, manga, abacate
APOMIXIA E POLIEMBRIONIA
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POLIEMBRIONIA
 
 
 
 
3 TIPOS...
Mais de um saco embrionário
Clivagem do pró-embrião (origem sexuada)
Obs: Não exclui a formação de embrião de origem sexual. Ex: citrus sp
X =
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Núcleos 
polares (n) 
Antípodas (n) Embrião nucelar 
(2n) 
Oosfera (n) 
Sinergidas (n) 
Botão embrionário 
sofre mitoses
Nucelar
Embrião formado de uma célula do ovário (sem formação saco embrionário e 
célula-ovo). Ocorre geralmente em óvulos já maduros.
 
 
 
 
Poliembrionia
Ocorrência de mais de um embrião na semente.
Ex: manga, 
POLIEMBRIONIA
APOMIXIA
longe de mistura
Processo assexual de produção de sementes.
O embrião se desenvolve a partir de uma célula somática do óvulo.
Sementes viáveis sem necessitar de fertilização (não há a união dos gametas ♀ e ♂).
Algumassp precisam da polinização)
Sementes Plantas geneticamente
Apomíticas = planta mãe
Gramineae, Compositae, Rosaceae e Rutaceae
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Apomixia
Exemplo:
mangostanzeiro
APOMIXIA
ESTRUTURAS EXTERNAS E INTERNAS DA 
SEMENTE MADURA E SUAS FUNÇÕES
Ilhéus - Bahia
Outubro - 2015
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ
Departamento de Ciências Agrárias e 
Ambientais
Prof. Rafael Marani Barbosa
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ESTRUTURA DA SEMENTE
Partes básicas:
TEGUMENTO
EMBRIÃO
ENDOSPERMA
Constituição funcional: 
CASCAS
TECIDO MERISTEMÁTICO
TECIDO DE RESERVA
EIXO EMBRIONÁRIO
COTILÉDONES
PLÚMULA
HIPOCÓTILO
RADÍCULA
TEGUMENTO – Funções
»Formado a partir dos integumentos do óvulo; 
»Estrutura depende de detalhes estruturais do óvulo.
FUNÇÕES
• Manter unidas as partes da semente;
• Proteção contra agentes externos (bióticos e abióticos);
• Regular trocas de água e gases com o ambiente;
• Regular a germinação e mecanismos de dormência;
• Controle da dispersão espacial das sementes.
VIEIRA, B.G.T.L. ; BARBOSA, G.F. ; BARBOSA, R.M. ; VIEIRA, R.D. Structural changes in soybean seed coat due to
harvest time and storage. International Journal of Food, Agriculture and Environment, v.11, p.625-628, 2013.
 HILO: cicatriz deixada pela separação do funículo
 MICRÓPILA: pequeno orifício, às vezes, imperceptível,
outras vezes, bem evidente.
 RAFE: marca que o feixe vascular deixa na testa (óvulos
campilótropos ou anátropos);
 ESTROFÍOLO: Proliferação de células do tegumento.
TEGUMENTO - Estrutura
 ASAS: a asa é uma expansão local da testa.
 PÊLOS: a presença de pêlos nas sementes, de maneira
geral, representa uma adaptação à dispersão pelo vento
TEGUMENTO - Estrutura
 CARÚNCULA: ressalto tegumentário próximo a
micrópila.
TEGUMENTO - Estrutura
Rafe
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e
e
EMBRIÃO 
» Formado a partir da fecundação do óvulo;
» Constitui-se de eixo embrionário e cotilédones.
FEIJÃO SOJA
TOMATE
ee
ee
ee
co
coco
ee
es
MILHO
e
e
EMBRIÃO 
»Eixo embrionário - Parte vital da semente
»Cotilédones – Funções básicas
• Produzir nutrientes para o desenvolvimento da
plântula até que as folhas verdadeiras se desenvolvam
e iniciem a fotossíntese - PRODUTOR
• Armazenar alimento, o qual é usado para nutrir a
plântula em desenvolvimento em seus primeiros
estágios - RESERVA
• Absorver alimentos de outros tecidos de reserva como
o endosperma e perisperma - HAUSTÓRIO
e
e
EMBRIÃO – Dicotiledôneas
e
e
co 
NÓ COTILEDONAR
HIPOCÓTILO
EPICÓTILO
EIXO
HIPOCÓTILO-
-RADÍCULA
DOIS COTILÉDONES (co)
CONSTITUÍDO POR: EIXO EMBRIONÁRIO (ee)
co 
EMBRIÃO – Dicotiledôneas
E
I
X
O
E
M
B
R
I
O
N
Á
R
I
O
FOLHAS 
PRIMÁRIAS
GEMA 
APICAL
PLÚMULA
RADÍCULA
PLÚMULA
E
I
X
O
E
M
B
R
I
O
N
Á
R
I
O
co co 
Formação da semente
EMBRIÃO – Dicotiledôneas
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e
e
(ee)
(co)
EMBRIÃO – Gramíneas
UM COTILÉDONES (co)
CONSTITUÍDO POR: EIXO EMBRIONÁRIO (ee)
Formação da semente
EMBRIÃO – Gramíneas
Pericarpo
Endosperma
Escutelo
Coleóptilo
Plúmula
Meristema 
apical da p.a
Mesocótilo
Radícula
Meristema 
apical da raiz
Coifa
Coleorriza
EMBRIÃO
Formação da semente
ENDOSPERMA E PERISPERMA
» Tecido de reserva
» Atua como reservatório e como fornecedor de
compostos orgânicos em forma simples, para que
possa ser utilizados pelo eixo embrionário durante a
germinação. COMPOSIÇÃO QUÍMICA DE 
SEMENTES
Ilhéus - Bahia
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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ
Departamento de Ciências Agrárias e 
Ambientais
Prof. Rafael Marani Barbosa
Variável – Constituintes de tecidos
Material de reserva – acumulados
durante o desenvolvimento;
Reserva: Carboidratos (CH`s), lipídeos e
proteínas (poucas sp);
Conteúdo de minerais – tegumento e tecidos
estruturais
Cultivadas como alimento ou matéria prima;
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DE SEMENTES
Definida geneticamente;
 Influências ambientais a que foram submetidas as 
plantas que as originaram (água; fertilidade do 
solo; temperatura)
 Melhoramento genético 
 manipulação quantitativa e qualitativa;
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DE SEMENTES
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 Fontes básicas de alimento tanto para o homem
como para os animais;
Fonte de produtos medicinais;
Contêm vários produtos tóxicos que afetam
homens e animais;
 Influência na germinação das sementes e vigor
das plântulas, no armazenamento e longevidade
das sementes.
COMPOSIÇÃO QUÍMICA - Importância
COMPOSIÇÃO QUÍMICA 
Tipo de reserva
Quanto ao principal composto armazenado, as
sementes podem ser:
 Amiláceas – milho, arroz, trigo...
 Aleuro-amiláceas – feijão, ervilha....
 Oleaginosas – amendoim, mamona; girassol..
 Aleuro-oleaginososas – algodão, soja...
 Córneas (celulose) – café...
e
e
Principais reservas armazenadas em espécies de interesse
econômico especificando a parte da semente em que se acumulam.
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DE SEMENTES
Espécie proteínas lipídeos Carboidratos
Maior órgão de 
armazenamento
Milho 11 5 75 Endosperma
Milho doce 12 9 70 Endosperma
Aveia 13 8 66 Endosperma
Trigo 12 2 75 Endosperma
Centeio 12 2 76 Endosperma
Cevada 12 3 76 Endosperma
Feijão fava 23 1 56 Cotilédone
Feijão 23 1 57 Cotilédone
Ervilha 25 6 52 Cotiledone
Amendoim 31 48 12 Cotilédone
Soja 37 17 26 Cotilédone
Algodão 39 33 15 Cotilédone
Mamona 18 64 Traço Endosperma
Girassol 17 26 19 Endosperma
Sorgo 10 4 72 Endosperma
e
e
Componentes
Semente 
inteira
Endosperma Embrião Pericarpo
Amido 74.0 87.8 9.0 7.0
Açúcar 1.8 0.8 10.4 0.5
Lipídeos 3.9 0.8 31.1 1.2
Proteína 8.2 7.2 18.9 3.8
Cinzas 1.5 0.5 11.3 1.0
Composição química porcentual aproximada das
partes de sementes de milho.
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DE SEMENTES
e
e
Componentes
Semente 
inteira
Cotilédones Hipocótilo Tegumento
Carboidrato 34 29 43 86
Óleo 21 23 11 1
Proteína 40 43 41 8
Cinzas 4,9 5,0 4,4 4,3
Composição química porcentual aproximada das
partes de sementes de soja.
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DE SEMENTES
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CARBOIDRATO NAS SEMENTES 
MONOSSACARÍDEOS
Pentoses (ribose e desoxirribose)
Hexoses (glicose, frutose, galactose)
OLIGOSSACARÍDEOS
Rafinose 
Estaquiose
POLISSACARÍDEOS
Amido (amilose e amilopectina)
Hemicelulose
Celulose
 Mais importante em cereais
DISSACARÍDEOS
Sacarose 
Lactose
Maltose
Composição química de sementes
LIPÍDIOS NAS SEMENTES
Local de maior ocorrência nas plantas;
Ésteres de ácidos graxos e glicerol.
1 molécula de glicerol
Triglicerídeos
3 moléculas de ácidos graxos
 Insolúveis em água e solúveis em vários solventes
orgânicos;
 Função
- Fonte de energia
- Componente estrutural da membrana celular
 Fosfolipídios
Composição química de sementes
PROTEÍNAS NAS SEMENTES
 Componentes básicos – governam as reações fisiológicas;
 Função estrutural, nutritiva, e enzimática
 Armazenadas em grãos de aleurona ou partículas
proteicas.
Metabolicamente inativas
Função estrutural - formação de novos tecidos
Metabolicamente ativas
Função enzimática – Modulando reações químicas
OUTROS COMPONENTES
 Reguladores de crescimento – AIA, Giberelinas, 
ABA, Citocininas;
 Vitaminas – alimentação;
 Minerais 
 Compostos fosforados - fitina;
 Alcalóides - cafeína, ricina; 
Compostos fenólicos - cumarina .